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標題: GPIO_Init（）函數詳解 [打印本頁]

作者: jiajialin 時間: 2015-5-20 02:28
標題: GPIO_Init（）函數詳解
函數目的：對GPIO進行初始化。
如果對寄存器操作GPIO有一定了解的話，對下面理解起來就比較簡單。
如果將GPIO口設置為輸出模式，要設置兩個寄存器，CRL與ODR。
CRL：規定了低8位GPIO的輸出輸入狀態模式。
ODR：只用[15:0]確定GPIO端口的輸出值。
如下重點要理解CRL的工作方式。

CRL設置原理如上：
例如設置端口PD7，那么就需要設置[31:28]四位，首先確定輸入低二位輸入輸出狀態及輸出模式下的速度，高二位設置GPIO端口的工作方式。如果不理解，多看看兩幅原理圖。
編寫GPIO_Init（）的原理(以CRL為例)：
1.首先對GPIO_Mode，GPIO_Pin，GPIO_Speed進行宏定義。與CRL中使用略有差異，對GPIO_Mode中的定義，可以看到輸出模式下的定義的高四位均為0x1.而輸入模式下設置為0/2/4，此舉的目的是為了便于計算機進行識別處理。進行完第一步后，能夠的得到4位的GPIO的狀態的數據。
2.管腳及管腳的輸出值如何確定。這是GPIO_Init()的第二個難點。
首先確定GPIO_Pin是哪個管腳，然后確定后，將CRL寄存器的4*Pin的位置上的數據值為零，然后將第一步的取得值賦予CRL。
3.CRH和CRL的原理相同，通過 if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00)來判斷是設置GPIO的低8位和高8位。

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
//GPIO_Init()函數定義
{
  uint32_t currentmode = 0x00, currentpin = 0x00, pinpos = 0x00, pos = 0x00;
  uint32_t tmpreg = 0x00, pinmask = 0x00;
//定義變量用作GPIO中CRL、CRH、ODR的判定

  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_InitStruct->GPIO_Mode));
  assert_param(IS_GPIO_PIN
(GPIO_InitStruct->GPIO_Pin));
  //檢查實參是否符合要求

  currentmode = ((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x0F);
//將GPIO_Mode的值與0x0f相與，只取Mode的低四位將值賦予currentmode。
  if ((((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x10)) != 0x00)
//說明是輸出。需要對速度進行配置。
// GPIO_Mode_AIN = 0x0,
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,
  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18
由此可以看出當上式判斷為真時，即GPIO設定為輸出模式。則進行下步判斷。
  {

assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_InitStruct->GPIO_Speed));
//判斷GPIO_Speed的速度值是否符合要求

currentmode |= (uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Speed;
//若為輸出，將速度配置到最后兩位。
//注意：因為GPIO_Mode設置的值得低二位均為零，所以將GPIO_Speed賦予currentmode。
  }

  if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00)
//判斷是否是設置CRL。
  {
tmpreg = GPIOx->CRL;
//首先將GPIOx_CRL的值賦予tmpreg。
for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
//通過循環比較，確定管腳
{
   pos = ((uint32_t)0x01) << pinpos;
//位移操作，簡單好用

   currentpin = (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos;
// 將定義的GPIO_Pin與pos相與，如同下句，對管腳定位
   if (currentpin == pos)
//如果管腳確定為第pos個管腳。
   {
      pos = pinpos << 2;
//那么就將pinpos的向左位移兩位。即理解為位置乘以4.這需要看下CRL寄存器原理

      pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
//將0x0f（1111）向左位移pos位（剛剛經過pinpos向左位移過兩位）。即將CRL要處理的位置進行處理。
      tmpreg &= ~pinmask;
//將tmpreg的相應位置置零！

      tmpreg |= (currentmode << pos);
//將剛剛設置好的currentmode放置到指定的位置（原理參照CRL）。

      if (GPIO_InitStruct->GPIO  _Mode == GPIO_Mode_IPD)
      {
      GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
      }
      else
      {

      if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
      {
         GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
      }
//若為上下拉輸入。如上設置，較為簡單。
      }
   }
}
GPIOx->CRL = tmpreg;
  }

  if (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin > 0x00FF)
  {
tmpreg = GPIOx->CRH;
for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
{
   pos = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));

   currentpin = ((GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos);
   if (currentpin == pos)
   {
      pos = pinpos << 2;

      pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
      tmpreg &= ~pinmask;

      tmpreg |= (currentmode << pos);

      if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD)
      {
      GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));
      }

      if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
      {
      GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));
      }
   }
}
GPIOx->CRH = tmpreg;
  }
}

作者: katv0718 時間: 2022-9-6 21:48
好，分析得很詳細，謝謝！

作者: 我，菜雞 時間: 2022-12-17 11:49
樓主辛苦了，剛好想做一個基于寄存器的IO口初始化函數，便于不同IO口的快速操作。，

作者: lml_user 時間: 2023-10-11 11:54
很詳細

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